遥感技术的发展及其在矿业中的应用_国巧真

Development of the Remote Sensing Technique and Its Application in the Mining Industry Guo Qiao zhen Li Fuping
( Hebei Insti tut e of Science and Engineering ) Abstract: The remo te sensi ng technique as the modern sci ence i nteg rati ng ma ny t echnologi es is dev elo ping rapidly in the applica tion dept h and width i n many fields. It m ail y describes the development of the remo te sensing techni que bot h at ho me and abroad and makes a si mple compari so n of 3 applicatio n sof tw ares o f remo te sensi ng. It a lso presents i n det ail the applica tio n o f the rem ot e sensi ng technique i n the mini ng industry. Keywords: Remo te sensing; Remot e sensing sat elli te; ENV I; Mi neral product s; Area of f acto ry and mi ne; Sinkag e
它的核心 结构是模 块 式的 , 大 多数功能 的处理仍 需繁杂的 命令行接 口。
ER M apper
① 提 供 了最 有 特 色的镶 嵌功能 ; ② 有 独 特 的算 法 概 念 ; ③有 优秀的信 息集成功能。④对 矢 量 与 G IS 连 接 的支持最好。
它 能 集 成于 算 法 中 的 图 像功 能 有 限 ,其它 的一些图 像 处 理 功能 无 法 包含于 算法中 ,如 几何校 正、傅立叶 变 换、分类等。
我国正在开展先进的机械对地观测系统的研
制 ,该系统由 5个遥感器组成 ,工作波段覆盖了可 见光、红外和微波整个系列 ; 平台采用高、中、低空 飞机构成面向应用目标的分布系统。 这 5个遥感 器包括: 实用性模块化成像光谱仪、宽视场面阵超 光 谱成 像仪、 高分 辨率 面阵 数字 航测 相机、 机载 三 维成像仪和机载。 我国同时也在开展无人记遥感 系统的研制、中国的军用无人记系统的研制 ,已取 得较好的成果。 3 常用的遥感软件
Serial
N o.
40 7
EXHale Waihona Puke Baidu
矿 业 快 报
PRESS IN FO RM A T
ION
总 第 407期
M ay. 2003
O F M IN IN G IN D U ST RY
2003年 5月第 5期
遥感技术的发展及其在矿业中的应用
国巧真 李富平
(河北理工学院 )
遥感技术从发展至今已趋于成熟 ,其中具有 代表性的软件有: ENV I、 PCI和 ERM apper。 3. 1 ENV I
ENV I 是 美 国 Bet t er Solutio ns Consulti ng
Limi ted Liabi li ty Com pany开发的一套功能齐全 的遥感影像处理系统 ,是处理分析并显示多光谱
遥感 ( Remo t e Sensing )一词 , 在 20世纪 60 年 代 初 首 次 由 美 国 海 军 科 学 研 究 局 的 E. L. Prui t t提出 ,而后在世界范围被广泛采用 ,逐渐形 成一门新兴的边缘学科。 遥感的定义各家提法不 尽相同 ,大多数学者认为: 遥感是以非接触方式的 目标电磁波谱特性 (辐射、反射和散射 )探测 ,通过 对所获得的图、谱合一信息处理 ,达到识别目标理 化特性的目的 ,结合基础应用学科理论 ,解决生 产、生活实际中的清查、监测、预测及决策问题。遥 感 又可 以 分 为遥 感 技 术、 遥 感信 息 处 理及 遥 感 应 用几方面 ,其中遥感应用已经广泛深入到国民经 济建设各个领域。 1 遥感图像的获取方法
( 2) 法国。 1986年法国发射第一颗卫星以来 ( SPO T1) ,制订了 SPO T 系列卫星发射计划 , 并 将实施到 20世纪。 目前 SPO T 2、 3号卫星已相继 发射。 SPO T4号卫星也将发射。 SPOT 卫星是世
国巧真 李富平: 遥感技术的发展及其在矿业中的应用 2003年 5月第 5期
( 1) 航天遥感平台方面。 我国先后发射了 10 多颗返回遥感卫星、 2颗国土普查卫星、 3颗极轨 气象卫星和一颗静止气象卫星。
( 2) 航天遥感器方面。 我国自行或合作研制 了多种传感器 ,如中巴资源卫星上搭载的 CCD相 机、红外多光谱扫描仪 ( IRM SS)和宽视场成像仪 ( W FI) ;星载太阳辅照度监测仪 ( ST IM ) ; FY-2气 象卫星上的多通道扫描辐射计 ( M CSR) ; FY-1A 和 F Y-1B气象卫星上的高分辨率扫描辐射计 ; 气 象卫星上的 10波段可见红外扫描辐射计。 2. 2. 2 航空遥感的发展
另一颗卫星是地球资源卫星 ( ERS-1)。 它主 要 用 于地 质 、地 形 测 量及 海 洋、 植 被、 环境 污 染 研 究等。 ERS-1将携带合成孔径 ,可见光 -近红外辐 射仪、短波红外辐射仪 3台传感器。 2. 2 国内遥感技术的发展
在遥感技术出现的 40a里 ,遥感技术已经发 生了根本的变化 ,主要表现在遥感平台、遥感器等 方面。 我国从 20世纪 70年代起开始从事空间遥 感与应用研究 ,遥感技术发展状况具体表现在以 下几个方面。 2. 2. 1 航天遥感的发展
算法 , ER Mapper 使用算法将数据与处理过程分
离。图像存于数据文件中 ,而处理过程存于算法文
件中。
3. 4 三个软件的比较 (见表 1)
表 1 三种遥感软件的比较
软件名
EN V I
优点
① 它在 图 像 处 理 中是基于波 段的 ; ② 提供 了 强 大 的 二次开发功能。
PCI 软件 6. 0版 本包 括如下 产品: EASI / P ACE、 Imag eW orks、 GCPWo rks、 F LY1、 AC E 和 The Truth。 EASI / PACE是一套传统的遥感图像处理 系统 ,即每一个功能均由一个单独的程序实现 ,处
理的结果存于硬盘中。 它由大约 500多个应用程
序组成。在执行每个程序前 ,用户必须输入相关的 参数。
3. 3 ER M AP PER
ER M AP PER使用一个独特的概念 ,即规则 系统来分离从图像处理得到的图像信息。 ER M ap per 的 处 理 功能 是 通 过 下拉 式 菜 单或 控 制 按 钮调用 ,用户界面十分友好。 ER Mapper将图像 的通用处理过程描述成一个对该图像进行操作的
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总第 407期 矿业快报 2003年 5月第 5期
4 遥感技术在矿业中的应用 4. 1 遥感技术在矿产资源探测方面的应用
在地质矿产资源调查方面遥感技术在我国已 经从间接探测发展到了直接探测阶段。 30多年 来 ,遥感在矿产资源勘查领域的技术日趋成熟 ,在 有色金属、贵金属、煤炭、石油、天然气等资源调查 中发挥了重要作用 ,取得了一系列的调查和科研 成果 ,尤其是在常规地质工作难以开展的西部地 区 ,卫星遥感技术的宏观、快速和先导作用得以充 分发挥。如在新疆柯坪地区矿产资源勘查中 ,运用 雷达图像处理技术 ,成功地提取出与成矿有关的 地层和岩性 ,预测了成矿远景区 ,圈定 了成矿靶 区 ; 在甘肃北山地区 1∶ 5万比例尺区域地质调查 中 ,利用雷达图像 ,成功地提取了与金矿有关的岩 体、蚀变带和地质构造 ; 在三江地区 ,通过雷达与 T M 图像融合 ,提取出与金、铜等多金属矿产有关 的断裂构造。 4. 2 遥感技术在提取矿化蚀变信息方面的应用
缺点
① 采用 的 方 法 是 传 统 的、 孤 立 的 , 对 信息 的 管 理 和 使用很不方 便 ; ② 对 三维 数 据 的 支 持功能比较 弱 ; ③ 并 不直 接 支 持 打 印机 ,对用户 来说 就有一定的不便。
PCI
①提供了 最完整的 校 正处 理 ; ②它的联 机帮助是 最好的
( 1) 美国。美国是世界上遥感技术发展最早、 技术最先进的国家。应用于国土调查、地质找矿所 拍摄的彩红外航片已覆盖整个国土面积的 85% 左右。 20世纪 70年代以来 ,机载传感器技术发生 重要革命 ,相继推出航空传感器—— 成像光谱仪 , 成像光谱仪不但具有连续光谱成像的特性 ,而且 还能描绘单个岩矿石的光谱曲线。
界上首先具有立体成像能力的遥感卫星。 在地质 学应用领域 ,它可对岩性、构造等作更精细解译 , 而且可同时重复观测目标 ,成像周期短。
( 3) 日本。 日本已成为重要的空间遥感国家 之一 ,它 的第一颗 海洋 卫星 ( M OS-1) 已于 1987 和 1990年发射 ,传感器有一台可见光 -近红外多 光谱电子自动扫描辐射仪 ; 第 2台是可见光 -热红 外辐射仪 ;第 3台是微波扫描辐射计。
在一起。
3. 2 PCI PCI是加拿大 PCI公司的产品 ,是可进行遥
感图像的处理 ,也可应用于地球物理数据图像、医
学图像、雷达数据图像、光学图像的处理 ,并能够
进行分析、制图等工作的软件系统。它的应用领域
包 括石 油天 然气勘 探、 矿产 资源 勘探 、土地 资源 调
查评 估与 管理、测 绘、环 保等 非常 广泛 的领域。
卫星遥感技术如何应用于找矿实践是遥感界 多年来一直在探索的问题。 国内外学者竞相开展 应用遥感 TM 图像进行蚀变岩填图和提取热液 蚀变信息的试验 ,取得了不少成果。 但是 ,一般都 采用比值+ 主成份分析的方法 ,该法要求研究区 是干旱或半干旱环境 ,并且植被稀少或没有植被 及基岩露头分布适当的地区 ,在复杂环境下的效 果则不令人满意。实际工作中形成的“多元数据分 析+ 比值+ 主成份变换+ 掩膜+ 分类 (分割 )”方 法 在北 方地区 的新 疆、 内蒙 古及 南方 的江西 、云 南 提取金矿化蚀变信息 ,取得令人满意的效果。 4. 3 遥感技术在工矿区环境保护中的应用
目前 ,获取遥感图像的方法主要有胶片摄影、 数字摄影和合成孔径雷达 ( SAR)三种。 胶片摄影 技术成熟 ,影像层次丰富、分辨率高 ,但不能实时 传输 ,也不能直接用于计算机处理。 SAR可以全
国 巧真 ,河北 理工学院 资环系 , 在读研 究生 , 063009河 北省 唐山市。
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天候获取多波段、多极化微波图像 ,而且雷达干涉 测量技术 ( INSAR)展现了巨大的应用潜力 ,但图 像的影像分辨率和清晰度还难以与摄影图像相比 拟。而数字摄影不仅具有相应波谱范围宽、灵敏度 高、动态范围大、可实时传输和直接数字记录的特 点 ,并且还有与胶片摄影相媲美的影像分辨率。 2 遥感技术的发展 2. 1 国外遥感技术的发展
摘 要: 遥感技术作为集成了众多高科技的现代科学 ,在各个领域应用的深度和广度正在 飞速扩展着。 本文主要叙述了遥感在国内外的发展情况及对三个遥感应用软件作了简单的比 较 ,并且对遥感技术在矿业中的应用也做了详细的论述。
关键词: 遥感 ; 遥感卫星 ; ENV I; 矿产 ;工矿区 ; 塌陷 中图分类号: T P79; T D178 文献标识码: A 文章编号: 1009-5683( 2003) 05-000803
数据 ,高光谱数据和雷达数据的高级工具。 ENV I 是 完全由 IDL ( Int eractiv e Da ta lang uag e)写成。
ENV I的许多特性与 IDL 语言的特性紧密相关。
IDL 是一个用于交互式数据分析和数据可视化的
完整计算环境。 它将大量数学设计分析和图形显
示技术与功能强大的面向数组的结构化语言结合